Назначение, устройство и самостоятельная сборка оцилиндровочного станка

Дома, дачи, срубы, бани из оцилиндрованного дерева всегда популярны. Качественная обработка древесины выполняется на специальных станках, позволяющих получить бревно одинакового диаметра по всей длине.

Последние модели оцилиндровочных станков выполняют еще целый ряд функций, но для простых действий можно изготовить такой агрегат своими руками.

Функции

Основная функция, которой обладает любой оцилиндровочный станок, – обработка бревен как тела вращения фрезерованием. Но чтобы сложить сруб, просто цилиндрических заготовок недостаточно. И в этом случае на помощь придут дополнительные возможности оборудования:

• выемка пазов для формирования различных замковых соединений;
• изготовление паркетных плашек, бруса;
• пиление погонных изделий;
• распилка лесоматериала на лафет и далее на обрезные доски;
• все стадии оцилиндровки бревен, начиная от черновой и заканчивая финальной;
• выемка монтажных чаш и компенсационных пазов.

При этом само бревно не переустанавливается, а в ходе работы меняются фрезы и отдельные узлы. В результате получают детали с широким диапазоном диаметра. Ограничение касается длины обрабатываемых бревен: санки рассчитаны на семиметровые заготовки. Умелое сочетание фрез с приемами работы позволяет изготовить сложные деревянные конструкции.

Назначение и специфика оборудования

Технология возведения домостроений из цельного бревна предполагает выполнение ряда операций, необходимых для подготовки древесины к качественной сборке сруба. Универсальные функции оцилиндровочного станка дают возможность производить предварительную и чистовую обработку круглого леса при строительстве деревянных домов.
Широкие возможности станка для оцилиндровки бревен позволяют совершать практически полный комплекс работ при однократной установке деревянной заготовки. Полученный элемент не требует дополнительной обработки и получает полную готовность для осуществления сборки сруба. Универсальный агрегат способен последовательно выполнять работу от окаривания спиленного леса до выборки монтажных пазов:

• снятие слоя древесной коры;
• оцилиндровка;
• создание пазов, вырезов простой и фигурной формы;
• изготовление продольных выемок и профильных кромок.

Станок может быть использован для отделки бруса, обработки пиловочника, он легко справляется с древесиной, имеющей кривизну формы и большую степень сучковатости. Агрегат функционирует по токарно-фрезерному принципу и выполняет работу автоматически, в соответствии с заданными оператором параметрами.

Устройство

Установка имеет несколько основных узлов. Станина выполнена в виде металлической рамы. Может иметь жесткое сварочное соединение в виде прямоугольной трубы или мобильное соединение отдельных металлических элементов с помощью болтов и гаек. Является основанием для крепления всех элементов конструкции.

В оцилиндровочном станке присутствуют направляющие, по которым передвигается пильный инструмент. Обычно они составляют единую конструкцию с металлической рамой. В отдельных типах установок по направляющим перемещается бревно.

Может быть одна или две (передняя и задняя) бабки. Их назначение – закрепить и крутить бревно. На передней бабке в некоторых моделях станков расположена делительная головка, служащая для установления определенного угла поворота для разных этапов обработки.

Узел для крепления инструментов и механизмов перемещения – суппорт.

Основное назначение фрезы – крепление режущего инструмента. Она также обеспечивает уменьшение вибрации, увеличение точности выполняемых операций и легкости вхождения в заготовку. Бывают фигурные и универсальные фрезы.

Ножи оцилиндровочного станка изготавливаются из стали высокой марки. Крепится режущий инструмент во фрезу так, чтобы легко можно было его заменить или снять для заточки.

Кроме этого, устанавливаются дополнительные элементы. Это рычаги, обеспечивающие удобство установки заготовки на раму, и ролики-упоры, не дающие ей провисать. Также присутствуют тормоза и фиксатор каретки. Они используются в станках с функцией выборки венцовой чаши и устанавливаются на окончание каретки. Для выемки продольного паза применяют регулятор вращения бревна.

Современные производители деревообрабатывающего оборудования комплектуют такие станки для оцилиндровки автоматизированными модулями с компьютерным управлением.

Технология производства

Теперь перейдем непосредственно к технологии оцилиндровки бревен. Ручной труд здесь практически не используется. Вся обработка производится только на специальных станках. Подготавливают же древесину к строительству только механическим способом.

После окончания изготовления детали проходят контроль размеров, часто сруб собирается без крепежа для проверки целостности конструкции.

0

Классификация

Специалисты предлагают классифицировать оцилиндровочные станки по пяти параметрам:

• типу механизма;
• способу перемещения бревна;
• уровню автоматизации;
• типу питания привода;
• диаметру используемой заготовки (минимально – 80 м, максимально – 500 м).

Используют в установках два типа механизмов. Первый – проходной (роторный), позволяющий непрерывно передвигать древесину через фрезу. Второй – циклический (токарный), в котором обработка выполняется при повторении цикла действий.

Если циклические действия выполняет режущий инструмент, станок относят к цикло-проходному типу, а если перемещается бревно – цикло-позиционному. В механизмах бревна имеют возможность как вращаться, так и двигаться прямолинейно вдоль направляющих.

История технологии станков проходного типа

Производство оцилиндрованных деталей срубов на данный момент является одним из самых привлекательных сегментов рынка лесопереработки. Основная задача при организации такого производства – правильный выбор оборудования, т.к. на данный момент оцилиндровочное оборудование предлагают многие отечественные производители. Изложить свой взгляд на решение этой задачи мы попросили главного конструктора ООО «Компания Кироввнешторг» Владимира Николаевича Тюлькина.

— На сегодняшний день на рынке отечественного оцилиндровочного оборудования действует достаточно большое количество производителей. Чем на ваш взгляд это обусловлено?

— Первой, и самой главной причиной наличия большого количества производителей является повышенный интерес деревообработчиков к производству деталей срубов. Но если внимательно присмотреться к ассортименту предлагаемого на рынке оборудования, то можно увидеть, что все оборудование можно разделить на три группы: позиционные станки токарного типа, позиционные станки роторного типа и проходные станки роторного типа. Большинство отечественных производителей оцилиндровочного оборудования занимаются выпуском позиционных станков токарного типа, т.к. освоить производство таких станков достаточно просто. Гораздо меньшее количество производителей занимается выпуском роторных станков, т.к. в конструкции таких станков присутствует оцилиндровочный шпиндель (его часто называют роторной головкой), производство которого требует значительных материальных и трудовых затрат, кроме того изготовление основных деталей оцилиндровочного шпинделя а так же его сборка требует высокой квалификации работников.

— Значит, наличие оцилиндровочного шпинделя значительно увеличивает себестоимость станка, а следовательно и его рыночную стоимость. Как правило, наличие подобных узлов в оборудовании затрудняет его техническое обслуживание. В чем же тогда смысл применения роторных станков?

— Наличие оцилиндровочного шпинделя действительно делает станок дороже, но здесь надо четко представлять во что вкладываются деньги. Если предприятие хочет выпускать детали для домостроения в малом количестве (например для собственных нужд, или для выполнения единичных заказов для непривиредливых клиентов), то конечно разумнее всего выбрать станок токарного типа. Но если планируется организовать производство деталей срубов в промышленных масштабах, то здесь без оцилиндровочного шпинделя не обойтись, т.к. на текущий момент только наличие этого узла в станке позволяет реализовать наиболее производительный проходной тип обработки пиловочника. Исходя из этих соображений позиционные станки роторного типа являются самым невыгодным вариантом – при низкой производительности они имеют достаточно высокую стоимость. Теперь насчет сложностей в эксплуатации и техническом обслуживании оцилиндровочных шпинделей. В процессе эксплуатации от эксплуатирующего и обслуживающего персонала требуется только правильная настройка режущего инструмента, закрепленного на планшайбе шпинделя, и смазка шпинделя в соответствии с требованиями производителя. Никаких работ по сборке/разборке самого шпинделя не требуется – при соблюдении требований к подбору обрабатываемого сырья и выполнении рекомендаций производителей по эксплуатации роторных станков ресурс работы шпинделя составляет 5 лет и более (в зависимости от условий эксплуатации). По истечении этого периода можно произвести капитальный ремонт станка на предприятии-изготовителе и работать дальше. Можете быть уверены, что за такой срок проходной станок сможет окупить все затраты по его приобретению, эксплуатации и ремонту несколько раз.

— Вы сказали, что обязательным условием правильной эксплуатации проходного роторного станка является подбор сырья. Общеизвестно, что выполнение этого условия достаточно осложнено, ведь наличие продольной кривизны и сильной закомеленности пиловочника значительно снижает его стоимость, что делает это сырье достаточно привлекательным с экономической точки зрения. Как известно, позиционные станки не чувствительны к этим недостаткам пиловочника, а вот станку проходного типа такое сырье окажется «не по зубам». Получается, что проходные станки не позволяют воспользоваться выгодой дешевого сырья?

— Этот вопрос уже обсуждался на страницах журнала «Шпиндель» №5 за 2006г. в статье «Секреты производства оцилиндровки». Чтобы не повторяться отвечу достаточно коротко. Во-первых сделаю уточнение: абсолютно нечувствительного к кривизне и закомеленности оборудования на данный момент не существует. При обработке такого пиловочника на позиционных станках токарного типа требуется большее количество проходов фрезы по бревну, что снижает и без того низкую производительность этих станков; при обработке на позиционных станках роторного типа также потребуются дополнительные проходы, а также настройка режущего инструмента перед каждым последующим проходом. А насчет так называемого «исправления кривизны» позиционными станками – попробуйте нарисовать искривленное бревно, вписать в его контур оцилиндрованное бревно с учетом допусков на позиционирование бревна и посчитать процентный выход продукции. С учетом полученного процентного выхода и времени обработки посчитайте себестоимость продукции, изготовленой из этого «экономически привлекательного» сырья. Не думаю, что полученная себестоимость будет кардинально отличаться от себестоимости продукции из качественного сырья. И еще насчет исправления кривизны. При обработке искривленных бревен на позиционном станке происходит неравномерное срезание слоев по отношению к сердцевине пиловочника. В результате, при высыхании в полученной детали сруба будут возникать внутренние напряжения, которые со временем приведут либо к обратному искривлению детали, либо к образованию крупных трещин, если деталь к тому времени уже будет зафиксирована в срубе.

— Возвращаясь к большому количеству производителей оцилиндровочного оборудования – существуют ли какие-либо закономерности в их географическом расположении?

— Насчет закономерностей говорить наверное пока рано, но на данный момент есть два региона, лидирующие по количеству производителей оцилиндровочного оборудования. Удмуртская республика (в основном г. Ижевск) лидирует по количеству производителей позиционных станков токарного типа и Кировская область (в основном г. Киров), лидирующая по количеству производителей проходных станков роторного типа.

— Чем Вы можете объяснить такую локализацию производителей?

— Насчет Удмуртской республики я не могу ничего сказать, думаю лучше этот вопрос задать кому-нибудь из Ижевских производителей, а вот что касается Кировской области, то дело в следующем. В советские времена в г. Кирове существовало СПКБ «По мебели и деревообработке», которое занималось разработкой и внедрением нестандартного оборудования на территории области. В конце 80х – начале 90х годов оно преобразовалось в фирму “АРКОС”, руководство которой решило заняться изготовлением оборудования для производства оцилиндрованного бревна.

На тот период изготовлением подобного оборудования в СССР занимался «Тюменский проектный и научно-исследовательский институт лесной и деревообрабатывающей промышленности». Данный институт разрабатывал позиционные станки роторного типа: бревно зажималось в центрах и обрабатывалось роторной головкой (А.С. №683910, 1978г.; А.С. №1052382, 1982г.).Другим известным на то время станком для получения оцилиндрованного бревна был станок проходного типа (ФРГ). На станке получалось оцилиндрованное бревно с продольным пазом за один проход.

Руководство решило освоить производство более перспективного и производительного станка проходного типа, хотя в то время фирма имела только опыт производства круглопалочных станков типа КПА-50. Но не смотря на это поставленная задача была успешно решена: в конце 1990г был изготовлен станок №637 С (число – номер проекта с начала регистрации, буква «С» — станок). Станок был успешно испытан и изготавливал оцилиндрованное бревно с продольным пазом с максимальным диаметром оцилиндрованного бревна 200мм как на аналоге .

Всего с различными модернизациями было выпущено 37 станков такого типа. Конструкция станка оказалась работоспособной, поскольку были приняты технические решения, отличающиеся своей простотой и оригинальностью, а именно: отсутствие гидравлики и пневматики; передача крутящего момента на подающие рябухи посредством цепи и зубчатых колес; синхронизация схождения рычагов подающих рябух зубчатыми секторами с зажимом последних пружинами; крепление резцедержателей на планшайбе (Т-образный паз); применение зубчатых гребенок для фиксации резцедержателей; конструкция резцедержателей, черновых и чистовых ножей. Эти конструкторские решения оказались классическими и повторились в станках , «Камистанкоагрегат», «СТИН» («Рамстэлл»).

Некоторые станки после их модернизации (увеличение диаметра оцилиндровки до 240мм) до сих пор успешно эксплуатируются.

В процессе эксплуатации станков 637С выявился их основной недостаток, присущий также их аналогу – станку , а именно – закручивание продольного паза на бревне.

В 1991г. была изготовлена линия по переработке тонкомера состоящая из двух станков: оцилиндровочного 624С позволяющего получать гладкий цилиндр максимальным диаметром 120мм и фрезерно-пильного станка 630С который осуществлял операции продольного фрезерования цилиндра с последующим пилением фасонного профиля на доски. Было выпущено около 10 линий этой конструкции. В 1993 г. линия была модернизирована и стала состоять из оцилиндровочного станка 651С с максимальным диаметром цилиндра 120мм и фрезерно-пильного станка 652С.

В таком виде линия выпускалась до 1997г. – времени ликвидации и образования , где она подверглась очередной модернизации, а именно – увеличение диаметра оцилиндрованного бревна до 140мм, применение двух черновых и двух чистовых резцов на планшайбе ротора. Появилась линия состоящая из станков 663С и 655С.

В июне 1999г был изготовлен станок 668С с максимальным диаметром цилиндра 180мм. Отличительной особенностью конструкции являлось объединение в одном станке оцилиндровочного шпинделя, фрезерных шпинделей и пильного шпинделя, что позволило получать обрезной пиломатериал из бревна за один проход. Входная часть станка (подающая клетка с механизмом базирования бревна) и оцилиндровочный шпиндель полностью заимствованы от станка 663С. Выходная часть станка имела оригинальную конструкцию, а именно: изменение межцентрового расстояния между фрезерными шпинделями осуществлено посредством эксцентриковых корпусов последних; введены опорные столики максимально приближенные к фасонным фрезам; применены резиновые демпферы для сжатия рычагов вытяжных рябух. Приоритет авторства на станок подтвержден Свидетельством на полезную модель № 13881 от 1999г.

После преобразования в в 2000г. авторы станка перешли на работу в ООО «Компания Кироввнешторг» где наладили производство станка «Термит 200У» с максимальным диаметром оцилиндрованного бревна 200мм. лишь к началу 2002года смогла модернизировать станок 668С, увеличив диаметр оцилиндрованного бревна до 200мм и применив устройство для регулирования расположения фрезерных шпинделей собственной конструкции начала его расширенное производство. Хотя конструкция станка осталась на уровне опытного образца, однако технические решения прототипа оказались настолько надежными, что этот станок успешно работает. Хотя конструкция пильного узла затрудняет выполнение условий для устойчивой работы пилы, описанных в статье «Почему горят дисковые пилы» в журнале “PROлес” март-апрель 2003г.(с чем столкнулись авторы прототипа при испытаниях опытного образца).

Наряду с этим производила станок 682С для домостроения с максимальным диаметром цилиндра 280мм. Станок являлся модернизацией морально устаревшего станка 637С из-за цельной рамы возникают сложности при транспортировке и установке; кинематика полностью повторена как на прототипе. Из-за большого веса бревна и слабости механизма зажима бревна приходится применять дополнительное оборудование для загрузки бревен ( предлагает размещать перед станком поддерживающий ролик 526Т).

Примерно в 2002 г. от отпочковалась , начавшая свою деятельность с производства станков для изготовления венцовых чашек, начала выпуск оцилиндровочного оборудования, рекламируя его через . Станки этой фирмы полностью повторяют конструкторские решения .

Таким образом, на территории г. Киров сейчас существуют три производителя оцилиндровочных станков роторного типа: “Шервуд”, “СТИН”, и ООО “Компания Кироввнешторг”.

Рекомендации перед приобретением

Для выбранного уровня производительности важно учесть степень автоматизации оцилиндровочного станка.

В механизированных моделях оператор загружает и выгружает бревна, проводит настройку и регулировку механизмов. Он также следит за качеством выполняемых работ, всеми этапами операций.

В автоматизированных оцилиндровочных станках для специалиста, его обслуживающего, отводится роль контролера за процессом.

В полуавтоматизированных установках мастер подключается к процессу после выполнения станком одного цикла операций.

Обратите внимание! Для создания оптимальных и бесперебойных условий функционирования важно выбрать подходящий тип питания привода.

Электрический может работать без перерыва при условии, что электролинии надежные или есть генератор дополнительного питания. Бензиновый требует постоянной заправки, но не зависит от внешних факторов.

Но основной выбор стоит между проходным и цикловым типами. Проходной обеспечит высокую производительность, порой за счет качества обработки. Большинство моделей таких станков не имеет возможности делать поверхность бревна гладкой, без заусениц и шероховатостей. Цикловые установки работают значительно медленнее, но при этом имеют ряд достоинств:

• обеспечивают очень высокое качество обработки;
• выполняют весь набор операций;
• имеют компактные габариты;
• конструкция устойчивая и комфортная в обслуживании.

Кроме всего перечисленного, важную роль играет цена, производитель оборудования и требуемое качество обработки.

Фрезерование бревен для сруба

Фрезерование бревна

После формирования ровной плоскости необходимо изменить стандартную конфигурацию заготовки. Технология возведение сруба заключается по установке бревен друг на друга. В результате этого не должны появиться щели или и резкие перепады толщины стен.

Для решения этой задачи необходимо использовать фрезу специальной формы, которая устанавливается в движущую часть станка. В отличие от ленточного или дискового распила оно должно формировать не ровную, а овальную выемку на монтажной части заготовки. Благодаря этому сруб будет иметь оптимальные характеристики толщины стены, которые отразятся на степени теплоизоляции.

Этапы фрезерования бревна для сруба.

1. Оцилиндровка. При этом срез заготовки должен иметь идеальную круглую форму.
2. Расчет толщины выемки для формирования монтажного паза.
3. Выбор фрезы.
4. Обработка бревна, вторичная проверка его геометрических размеров.

Но даже после проведения этих работ еще нельзя возводить сруб. Потребуется окончательная стадия обработки, в результате которой будут сделаны монтажные пазы.

Выбор режущего инструмента для сруба напрямую зависит от породы дерева. Учитывается его твердость, количество сучков и геометрические размеры.

Предложения для профессиональной работы

На рынке деревообрабатывающего оборудования есть предложения любой ценовой категории и под разный технический запрос. Наибольшей популярностью пользуются такие модели, как «Шервуд», «Термит», «Кедр», «Тайга», «Терем» с полным циклом функций.

Технические характеристики представлены в таблице.

Деревообрабатывающее оборудование

Деревообрабатывающее оборудование обеспечивает полный технологический цикл по обработке древесины, начиная с распиловки и сушки леса и заканчивая сборкой готовых изделий.

специализируется на продаже оборудования для деревообработки всех видов. В зависимости от способа обработки и функционального назначения можно выделить:

ленточнопильные и круглопильные деревообрабатывающие станки – для раскроя древесных материалов, заготовок, фанеры или древесностружечных плит; фуговальные деревообрабатывающие станки (с ручной или с механизированной передачей) – для создания одной или двух базовых поверхностей за один проход; шейсмусовые деревообрабатывающие станки – для обработки заготовок в размер на заданную толщину; шипорезные станки – для формирования шипов и проушин на смежных деталях при соединении их под углом; фрезерные деревообрабатывающие станки с нижним или верхним расположением шпинделя – для фрезерования прямолинейных и криволинейных поверхностей, а также для профилирования калевок и обработки кромок; сверлильные и долбежные станки – для сверления сквозных/несквозных отверстий; токарные деревообрабатывающие станки – для получения цилиндрических, конических, сложных форм заготовок.

Также отдельной группой стоит выделить сушильные камеры.